Évaluation du rôle biologique et pathologique de l'isoforme alternatif de HNRNPA1; hnRNP A1B

Autor: Gagné, Myriam
Jazyk: francouzština
Rok vydání: 2022
Předmět:
Druh dokumentu: Diplomová práce
Popis: Le développement de thérapies efficaces pour la sclérose latérale amyotrophique (SLA) est urgent et est dépendant de la compréhension des mécanismes moléculaires sous-jacents à la pathologie. La délocalisation de TDP-43 du noyau vers le cytoplasme est un événement observé dans la majorité des cas de SLA et nous avons démontré que la déplétion nucléaire de TDP-43 induit l’accumulation d’une isoforme alternative de Heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A1 (HNRNPA1), nommé hnRNP A1B. La protéine hnRNP A1B diffère de hnRNP A1 par l’inclusion de l’exon 7B qui allonge son domaine intrinsèquement désordonné de 52 acides aminés. HNRNPA1 est muté dans certains cas de SLA familiale et la présence de mutations augmente les propriétés d’agrégation de la protéine. Par contre, la contribution des agrégats à la pathogenèse n’est pas totalement comprise dû au manque de connaissances sur les fonctions de hnRNP A1B. L’isoforme hnRNP A1 est quant à elle très bien étudiée et est un membre important du métabolisme de l’ARN. Étonnamment, on connaît très peu l’isoforme hnRNP A1B. Nous avons donc examiné l’expression spatiotemporelle et la fonction de hnRNP A1B pour comprendre sa contribution à la biologie cellulaire et aux pathologies. Dans la première partie, nous avons découvert que l’expression de la protéine hnRNP A1B est plus restreinte au système nerveux central (SNC) comparé à hnRNP A1. Dans le SNC, hnRNP A1B peut aussi former un dimère résistant au SDS. De plus, nous avons démontré que l’expression de hnRNP A1B devient progressivement restreinte aux neurones moteurs dans la corne ventrale de la moelle épinière. Contrairement à hnRNP A1 qui est exprimée globalement. Nous avons aussi découvert que hnRNP A1B est présente dans le noyau et le cytoplasme des neurones moteurs alors que la protéine hnRNP A1 est nucléaire. De plus, hnRNP A1B forme des puncta dans les neurites. Dans la seconde partie, nous avons caractérisé l’interactome de hnRNP A1B dans la moelle épinière. Nous avons identifié et validé l’interaction de hnRNP A1B avec des protéines motrices. Nous avons démontré que les granules de hnRNP A1B contenaient des ARN messagers (ARNm) et des protéines nouvellement synthétisées. Ce résultat soutient le rôle de hnRNP A1B comme adaptateur dans le transport neuronal et régulateur de la traduction locale. Nos résultats démontrent que les deux isoformes de HNRNPA1 sont différentiellement exprimées dans les tissus et ont des localisations cellulaires distinctes. Ces résultats suggèrent que les deux isoformes ont des fonctions cellulaires spécifiques. Ainsi, nous proposons que hnRNP A1B joue une fonction cytoplasmique neuronale dans le transport des ARNm, qui n’est pas partagé par hnRNP A1. Les isoformes de HNRNPA1 peuvent donc contribuer distinctement dans la progression des pathologies.
The development of an effective treatment for amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is urgent and is expected to be informed by a better understanding of the molecular mechanisms underlying the pathology. TDP-43 mislocalization from the nucleus to the cytoplasm is observed in the majority of ALS cases and we have discovered that TDP-43 nuclear depletion drives the accumulation of an alternatively spliced variant of heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A1 (HNRNPA1), termed hnRNP A1B. hnRNP A1B differs by the inclusion of the 7B exon that elongates its intrinsically disorder region by 52 amino acids. HNRNPA1 is mutated in rare cases of familial ALS and these diseaseassociated mutations drive aggregation, but their contribution to the pathogenesis is not clearly understood due to the lack of information about hnRNP A1B functions. hnRNP A1 is well studied and is a major player in RNA metabolism, but surprisingly little is known about the spliced variant hnRNP A1B. We then aim to investigate the spatiotemporal regulation and function of hnRNP A1B to understand its contribution to physiology and pathology. In the first part, we have found that hnRNP A1B’s expression is more restricted to the central nervous system (CNS) compared to hnRNP A1, and that it can form an SDSresistant dimer enriched in the CNS. Also, hnRNP A1B expression becomes progressively restricted to motor neurons in the ventral horn of the spinal cord, compared to hnRNP A1 which is more broadly expressed. We also demonstrate that hnRNP A1B is present in the nucleus and in the soma of motoneurons compared to hnRNP A1 which is nuclear. In addition, hnRNP A1B forms puncta in neuronal processes. In the second part, we have characterized hnRNP A1B’s interactome in the spinal cord. We have identified and validated the interactions between hnRNP A1B and cytoskeletal motor proteins. We have demonstrated that hnRNP A1B granules in neuronal process contains messenger RNA (mRNA) and contains nascent proteins which support the role for hnRNP A1B as an RNA adaptor in mRNA transport and a regulator of local translation. Our results demonstrate that both isoforms of HNRNPA1 are differentially expressed across tissues and have distinct localization profiles, suggesting that the two isoforms may have specific subcellular functions. Those finding support that hnRNP A1B may have a cytosolic function in neurons, RNA transport, that is not shared with hnRNP A1. Indeed, HNRNPA1 isoforms can uniquely contribute to disease progression.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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